（注：本文是譯文，original author: Ayman A. Aly）

主動(dòng)懸架系統(tǒng)具有連續(xù)地減小簧載質(zhì)量加速度，以及使懸架撓度最小的能力，從而改善了輪胎與路面的抓地力，從而大大提高了制動(dòng)、牽引力控制和車輛操縱性。今天的汽車行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈，要求生產(chǎn)高度先進(jìn)的車型。性能要求之一是先進(jìn)的懸架系統(tǒng)，防止道路干擾影響乘客舒適性，同時(shí)提高乘坐能力和執(zhí)行平穩(wěn)駕駛。雖然懸架系統(tǒng)的目的是在汽車中提供平穩(wěn)的行駛，并有助于保持車輛在崎嶇地形或突然停止情況下的控制，但增加乘坐舒適度會(huì)導(dǎo)致車輪跳動(dòng)模式中較大的懸架行程和較小的阻尼。

被動(dòng)懸架只能實(shí)現(xiàn)良好的乘坐舒適性或良好的道路保持性，因?yàn)檫@兩個(gè)準(zhǔn)則相互沖突，并且需要不同的彈簧和阻尼器特性。雖然半主動(dòng)懸架具有可變阻尼特性和低功耗，但是在系統(tǒng)上提供了相當(dāng)大的改進(jìn)。

汽車公司正在競(jìng)相制造更發(fā)達(dá)的汽車，而乘客的舒適度是一個(gè)重要的需求，每個(gè)人都期望行業(yè)從一天一天提高。因此，為了提供平穩(wěn)的乘坐和滿足乘客的舒適性，必須設(shè)計(jì)現(xiàn)代懸架系統(tǒng)。一個(gè)好的和高效的懸架系統(tǒng)必須快速吸收路面沖擊，然后緩慢地恢復(fù)到其正常位置。然而，在具有軟彈簧的被動(dòng)懸架系統(tǒng)中，移動(dòng)量大，而使用硬彈簧將因路面粗糙引起硬移動(dòng)。因此，被動(dòng)懸架系統(tǒng)難以實(shí)現(xiàn)良好的性能。

通過使用主動(dòng)懸架系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)顯著的改進(jìn)，該系統(tǒng)從外部源提供更高的功率以產(chǎn)生懸架力以達(dá)到期望的性能。該力可以是多個(gè)變量的函數(shù)，這些變量可以由各種傳感器測(cè)量或遙感，因此可以大大增加靈活性。

汽車懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的沖突問題

為了達(dá)到設(shè)計(jì)主動(dòng)懸架系統(tǒng)的目的，即增加乘坐舒適性和道路操縱性，在仿真中需要觀察到三個(gè)參數(shù)。車輪撓度、動(dòng)態(tài)輪胎載荷和車身加速度。對(duì)于車體加速度允許極限的定義，存在一個(gè)頻域，其中人體對(duì)振動(dòng)最敏感（人的敏感帶）。

為了提高乘坐質(zhì)量，重要的是將車身（也稱為簧載質(zhì)量）從道路干擾中分離出來，并減小近1 Hz的簧載質(zhì)量的共振峰值，這被認(rèn)為是對(duì)人體敏感的頻率。為了提高乘坐穩(wěn)定性，重要的是要保持輪胎與路面接觸，從而降低共振峰附近10赫茲，這是共振頻率的車輪也被稱為簧下質(zhì)量。

被動(dòng)懸架系統(tǒng)的固定設(shè)置始終是一個(gè)給定的一組道路條件和另一個(gè)有效載荷懸掛參數(shù)之間的舒適性和安全性之間的折衷。半主動(dòng)/主動(dòng)懸架系統(tǒng)試圖解決或至少減少這種沖突。在這方面，半主動(dòng)懸架系統(tǒng)的機(jī)理是將彈簧的阻尼和/或剛度與實(shí)際需求相適應(yīng)。相比之下，主動(dòng)懸架系統(tǒng)除了可能存在的被動(dòng)系統(tǒng)之外，還提供額外的力輸入，因此需要更多的能量。車輛懸架設(shè)置對(duì)于溫度、撓度和磨損的結(jié)果的參數(shù)變化有依賴性。在設(shè)計(jì)主動(dòng)或半主動(dòng)懸架控制器時(shí)，必須考慮這些變化，以避免不必要的性能損失。

典型的車輛懸架由兩個(gè)部件組成：彈簧和阻尼器。彈簧僅基于車輛的重量來選擇，而阻尼器是定義懸架在折衷曲線上位置的部件。根據(jù)車輛的類型選擇阻尼器以使車輛在其應(yīng)用中表現(xiàn)最佳。理想情況下，阻尼器應(yīng)隔離乘客來自低頻道路干擾，并吸收高頻道路干擾。當(dāng)阻尼較高時(shí)，乘客最好遠(yuǎn)離低頻干擾。然而，高阻尼提供較差的高頻吸收。相反，當(dāng)阻尼較低時(shí)，阻尼器提供足夠的高頻吸收，以低頻隔離為代價(jià)。

車輛懸架性能

車輛懸架系統(tǒng)的性能通常由其提供改進(jìn)的道路處理和改善乘客舒適性的能力來評(píng)價(jià)。目前使用被動(dòng)元件的汽車懸架系統(tǒng)只能通過提供具有固定速率的彈簧和阻尼系數(shù)來在這兩個(gè)相互沖突的標(biāo)準(zhǔn)之間提供折衷。

懸架系統(tǒng)的主要目的是減少簧載質(zhì)量的運(yùn)動(dòng)。眾所周知，如果唯一的控制輸入是簧簧和簧下質(zhì)量之間的力（如車輛懸架系統(tǒng)的情況），則車輪頻率模式下簧載質(zhì)量的運(yùn)動(dòng)不能減少。對(duì)于四分之一車輛情況，如非線性控制，最優(yōu)控制和反推控制，已經(jīng)研究了許多控制方法。此外，最優(yōu)控制方法已經(jīng)應(yīng)用于整車的情況。主動(dòng)懸架系統(tǒng)應(yīng)該能夠根據(jù)不同的道路條件提供不同的行為特征，并且能夠在不超出其行駛極限的情況下做到這一點(diǎn)。

結(jié)論

適當(dāng)?shù)膽壹芟到y(tǒng)的設(shè)計(jì)是一個(gè)非常困難的控制問題，由于其部件和參數(shù)之間的復(fù)雜關(guān)系。在懸置系統(tǒng)中進(jìn)行的研究涵蓋了廣泛的設(shè)計(jì)問題和挑戰(zhàn)。

有兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的良好的車輛懸架性能：第一個(gè)是典型的能力，提供良好的道路處理，另一個(gè)是乘客舒適度。影響這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的主要干擾是地形不規(guī)則性。主動(dòng)懸架控制系統(tǒng)通過將車身運(yùn)動(dòng)與車輪振動(dòng)隔離來減少這些不良影響。